JPH05312825A - ガスレートセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ガスレートセンサに関し、特に、従
来の棒状電極を用いることなく、気体流の方向と平行に
センサ部を配設することにより、組立が容易で且つ信頼
性を高くすることを特徴とする。 【構成】気体ポンプからの気体流を少なくとも１対のセ
ンサ部に供給し、各センサ部の出力差に基づいて角速度
入力を検出するものにおいて、各センサ部を気体流と平
行な方向に配設し、全体の径形状を小形化することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスレートセンサに関
し、特に、従来の棒状電極を用いることなく、気体流の
方向と平行にセンサ部を配設することにより、組立が容
易で且つ信頼性を向上させるための新規な改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のガスレー
トセンサとしては、種々あるが、その中で代表的なもの
について述べると、図３から図６に示される特開平1−1
67671号公報の従来例に開示された構成を挙げることが
できる。図において、符号１で示されるものは全体がほ
ぼ円筒状をなし、その両端が開放された形状からなるケ
ーシングであり、このケーシング１の各端部は、ポンプ
ホルダ２及び中継端子板３によって各々閉塞され、ケー
シング１内が外部から遮断されている。このポンプホル
ダ２には、電歪形のセラミック円板からなる振動板４ａ
が設けられ、その周縁部がポンプホルダ２に一体状に固
着されることによって、電歪振動ポンプ４（気体ポン
プ）が形成されている。

【０００３】又、このケーシング１の内部には、この振
動板４ａから所定距離だけ離間した位置に電極ホルダ５
が配置され、この電極ホルダ５は図５に示されるように
構成されている。すなわち、電極ホルダ５には、４個の
ガス案内孔５ａ〜５ｄが形成され、さらに、４個の電極
６ａ〜６ｄが、中心軸に対して対称的に配置されてい
る。これらの電極６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ
間及び６ｃ及び６ｄ間には、センサ部であるホットワイ
ヤ７ａ及び７ｂが溶着によって接続されている。さら
に、前記ケーシング１内における前記中継端子板３の近
傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９を有するノズル板
１０が設けられ、この中継端子板３とノズル板１０との
間には、それらのほぼ中間位置にダストプレート１１が
設けられている。前記電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）
の振動板４ａと前記ポンプホルダ２との間には、ポンプ
室１２が形成されており、この電歪振動ポンプ４によっ
て送り出されたガスは、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経てガ
ス流路１３に送られる。

【０００４】前記ケーシング１の中継端子板３の外方位
置には、ＩＣからなる信号処理回路部１４が設けられ、
この信号処理回路部１４は、外部から電力を受け、又、
ホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部へ取り出す
ための中継端子板３の中継端子１５に接続されている。
又、前記中継端子板３には、リードピン１６が設けら
れ、このリードピン１６は外部ケーシング１７に設けら
れた外部端子１８に接続されている。前記外部端子１８
は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要する電力及び前記
ホットワイヤ７ａ及び７ｂを加熱するために要する電力
を、信号処理回路部１４及びリードピン１６を経ると共
に、ケーシング１内の軸方向に配設された複数のリード
線１９を介して、適宜供給する作用を有している。又、
この外部端子１８は、信号処理回路部１４を経た後のホ
ットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部に出力する作
用を有する。

【０００５】従来のガスレートセンサは、前述したよう
に構成されており、以下に、その動作について説明す
る。まず、電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）が通電され
ると、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内のガスが圧
縮され、この圧縮ガスはこの振動板４ａの吐出口４ｂ及
び電極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３に流れ、
ノズル板１０とダストプレート１１との間に形成された
空間に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て、ケーシ
ング１内の中空円筒部１ａ内の空間部１ｂ内を、各電極
６ａ〜６ｄに向って噴出される。

【０００６】前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶
接された各ホットワイヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却した
後、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに向って排
出され、この排出ガスは再び電歪振動ポンプ４（気体ポ
ンプ）の作用によって、流路１３を経てノズル板１０に
戻り、ケーシング１内を矢印の方向に従って循環してい
る。前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加されな
い場合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷却
されるが、外部から角速度が加えられた場合には、ガス
流がケーシング１内において偏流し、各ホットワイヤ７
ａ、７ｂ間において不均一状態が生じ、そのために各ホ
ットワイヤ７ａ、７ｂ間には、微小な電圧差が発生し、
この電圧差（出力差）を測定することにより、ケーシン
グ１に加わる角速度を検出することができる。また、前
述の従来例は、１軸検出であるが、２軸検出の場合に
は、図３に示すように、棒状の電極６ａ〜６ｈ間に張設
された２組のホットワイヤ７ａ、７ｂと７ｃ、７ｄを用
いることにより、２軸構成を得ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のガスレートセン
サは、以上のように構成されているため、次のような課
題が存在していた。すなわち、電極板に設けられた棒状
の各電極間に、気体流の方向と直交する方向にセンサ部
であるホットワイヤを張設しなければならず、気体流の
流れる空間に電極が位置しているため、気体流の流れに
乱れが生じ、その結果、検出精度の誤差になることもあ
った。また、気体流と直交してセンサ部を張設するた
め、ガスレートセンサの径方向の寸法を小形化すること
ができなかった。また、２軸検出を行う場合には、多数
の電極を電極板に植立させなければならず、各センサ部
の溶接が困難であると共に、気体流の流れをスムーズに
することが困難であった。さらに、各センサ部間の取付
間隔が狭くなり、互いに干渉する可能性があった。

【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、従来の棒状電極を用いるこ
となく、気体流の方向と平行にセンサ部を配設すること
により、組立が容易で且つ信頼性を向上させるようにし
たがスレートセンサを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によるガスレート
センサは、気体ポンプから送られた気体流を、ノズル孔
を介して少なくとも１対のセンサ部に供給し、前記各セ
ンサ部の出力差に基づいて角速度入力を検出するように
したガスレートセンサにおいて、前記各センサ部は、前
記気体流の方向と平行に配設されている構成である。

【００１０】さらに詳細には、前記ノズル孔は、ケーシ
ングに取付けられた電極板に設けられた中空筒体に形成
されており、前記各センサ部は、前記中空筒体の天壁と
前記電極板間に設けられている構成である。

【００１１】

【作用】本発明によるガスレートセンサにおいては、ノ
ズル孔を有する中空筒体と電極板間に、複数のセンサ部
を気体流と平行に張設しているため、各センサ部を支持
する従来の棒状の電極はなく、気体流は何らの障害もな
く流れ、高精度の角速度入力を検出することができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるガスレートセ
ンサの好適な実施例について詳細に説明する。尚、従来
例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説
明する。図１および図２は、本発明によるガスレートセ
ンサを示すもので、図１は断面図、図２は図１の要部を
示す拡大斜視図である。

【００１３】図において符号１で示されるものは、信号
処理回路部１４を内蔵した基台２０であり、この基台２
０上には、カップ形をなすケーシング１が設けられてい
る。前記ケーシング１の下部には、周知の圧電素子４Ｈ
を利用した気体ポンプ４が設けられ、この圧電素子４Ｈ
は吐出孔５ｅを有する振動板４Ｉを有しており、この振
動板４Ｉと基台２０との間には、ポンプ室１２が形成さ
れている。従って、この圧電素子４Ｈの振動に伴う振動
板４Ｉの振動によって、吐出孔４ｂからは連続してガス
流すなわち気体４Ａａが吐出する。前記ケーシング１に
おける前記振動板４Ｉよりも上方位置には、中空筒体１
ａを有する電極板５が設けられており、この電極板５に
は、前記気体ポンプ４からの気体４Ａａを吐出するため
の気体吐出孔５ｅおよび案内孔５ｄが形成されている。
前記中空筒体１ａの天壁１ａＡには、ノズル孔８が形成
されていると共に、この天壁１ａＡの内面１ａＢには複
数の第１電極部６ａが形成されていると共に、前記電極
板５の内面５Ａには、前記各電極部６ａと対応して複数
の第２電極部６ｂが形成されている。前記各電極部６
ａ、６ｂは、各々印刷等による平坦な面状に構成され、
図示しないプリント又はリード線等による信号配線手段
を介して前記基台２０内の信号処理回路部１４に接続さ
れていると共に、前記中空筒部１ａと電極板５とは一体
又は別体にて構成することができる。

【００１４】前記各電極部６ａ、６ｂ間には、垂直状態
にて複数のホットワイヤ等からなるセンサ部７ａ、７ｂ
が設けられており、これらの各センサ部７ａ、７ｂは、
前記ノズル孔８から送られる気体４Ａａにより形成され
る気体流４Ａの方向とほぼ平行となるように設けられて
いる。前記各センサ部７ａ、７ｂは、ホットワイヤに限
らず、例えば、歪センサ等で構成することもできると共
に、各センサ部７ａ、７ｂの方向と直交する方向に設け
ることにより、２軸の検出を行うことができる。前述の
構成において、気体ポンプ４を所定の周波数で駆動する
ことにより、吐出口４ｂから吐出したガス等からなる気
体４Ａａは、ケーシング１と中空筒体１ａ間の空隙１３
を介してノズル孔８から気体流４Ａとして電極板５に向
って連続供給される。前述の状態において、外部から角
速度入力が発生した場合には、各センサ部７ａ、７ｂ間
を流れる気体流４Ａの偏流が発生するため、各センサ体
７ａ、７ｂ間の温度が変化し、各センサ７ａ、７ｂから
の出力差が発生する。従って、この出力差により、角速
度の大きさを検出することができる。

【００１５】尚、前述の図１の構成は、図４の構成とは
若干異ならせてあるが、図４と同じ構成で、センサ部７
ａ、７ｂの構成のみを本発明のようにした場合も、同等
の作用効果を得ることができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によるガスレートセンサは、以上
のように構成されているため、次のような効果を得るこ
とができる。すなわち、センサ部を直接平坦な電極部に
接続するため、従来のような棒状の電極を必要とせず、
構造を簡略化することができる。また、気体流が流れる
空間には、センサ部以外の構造物がないため、気体流の
流れが乱れず、安定した性能を維持することができる。
また、２軸用の直交配置のセンサ部を設けることが容易
となり、高性能の２軸レートセンサを得ることができ
る。さらに、各センサ部間の取付間隔を大きくとること
ができ、互いに干渉のない高精度な検出を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガスレートセンサを示す断面図で
ある。

【図２】図１の要部を示す拡大斜視図である。

【図３】従来の電極板を示す斜視図である。

【図４】従来のガスレートセンサを示す断面図である。

【図５】図４の要部を示す拡大平面図である。

【図６】ブロック図である。

【符号の説明】 １ ケーシング １ａ 中空筒体 １ａＡ 天壁 ４ 気体ポンプ ４Ａ 気体流 ５ 電極板 ７ａ センサ部 ７ｂ センサ部 ８ ノズル孔

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【手続補正書】

【提出日】平成５年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】追加

【補正内容】

【図２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】追加

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】追加

【補正内容】

【図４】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】追加

【補正内容】

【図５】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】追加

【補正内容】

【図６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体ポンプ(4)から送られた気体流(4A)
   を、ノズル孔(8)を介して少なくとも１対のセンサ部(7
   a、7b)に供給し、前記各センサ部(7a、7b)の出力差に基づ
   いて角速度入力を検出するようにしたガスレートセンサ
   において、前記各センサ部(7a、7b)は、前記気体流(4A)
   の方向と平行に配設されていることを特徴とするガスレ
   ートセンサ。
2. 【請求項２】 前記ノズル孔(8)は、ケーシング(1)に取
   付けられた電極板(5)に設けられた中空筒体(1a)に形成
   されており、前記各センサ部(7a、7b)は、前記中空筒体
   (1a)の天壁(1aA)と前記電極板(5)間に設けられているこ
   とを特徴とする請求項１記載のガスレートセンサ